Опытные исследования гидродинамики, теплообмена в режимах однофазной конвекции и кипения, колебаний температур в предкризисных и кризисных режимах кипения, страница 3

Детально узел уплотнения рабочего участка в петле гидравлического контура показан на рис. 2.4.  Рабочий участок заканчивается переходниками стандартного размера, обеспечивающими уплотнение в петле. Рабочие участки имели внутренний диаметр 2.0, 4.0 и 8.0 мм. Скрученные ленты устанавливались на всю длину рабочего участка. Отбору давления на входе предшествует прямолинейный участок трубы длиной более 0,5 м. Конструкция отборов давления и термопарных вводов, разработанная по рекомендациям [152], обеспечивает надлежащее измерение давления и температуры потока.

Рис. 2.4. Схема уплотнения рабочего участка в петле гидравлического контура. 1– медная мишень, 2 – трубки-держатели из стали 12Х18Н10Т,  3 – переходник,  4 – штуцер петли гидравлического контура, 5 – фторопластовые электроизолирующие втулки, 6 – скрученная лента, 7 – дополнительные отборы давления

2.4. Система измерений, сбора и обработки информации

Основной задачей системы измерений, сбора и обработки информации во время проведения эксперимента является измерение сигналов (аналоговых и цифровых), поступающих от первичных датчиков, а также регистрация полученных данных (запись в память компьютера). Кроме того, в режиме реального времени необходима визуализация параметров эксперимента для предотвращения появления аварийных режимов работы. В дальнейшем производится первичная обработка полученных данных и анализ результатов эксперимента.

Система измерений, сбора и обработки информации состоит из средств измерений, включающих в себя различные первичные датчики: температуры (термопары), давления, массового расхода теплоносителя, параметров пучка; вторичные приборы и источники, а также собственно автоматизированную систему сбора и обработки информации.

2.4.1. Автоматизированная система сбора и обработки информации

Накопленный опыт экспериментальных исследований теплообмена в условиях одностороннего нагрева [130] позволяет заключить, что процессы теплообмена вне области начала и развития кризисных явлений отличаются высокой устойчивостью и являются стационарными. Поэтому для исследования потерь давления и теплообмена в режимах однофазной конвекции и пузырькового кипения нет необходимости создания скоростных измерительных систем. Основные требования здесь заключаются в надежности и помехоустойчивости измерительных систем, при частоте опроса по одному каналу до 1 Гц. Созданная подобная система, использовавшаяся в большинстве опытов, получила название система измерения стационарных параметров.

Скорость опроса является определяющей при исследованиях быстропротекающих процессов, или в случае, когда необходима фиксация нескольких параметров, отнесенных к одному моменту времени, при их последовательном опросе. В целях обеспечения возможности измерения быстроменяющихся параметров была разработана и создана дополнительная автоматизированная система сбора и обработки информации. Основными техническими требованиями при создании системы измерения быстроменяющихся параметров являлись:

·  частота опроса датчиков температуры – не меньше 1кГц;

·  разрешение по напряжению постоянного тока – не хуже 4 мкВ;

·  число датчиков температуры – 8;

·  число режимных параметров при проведении экспериментов –16.

Системы сбора и обработки информации были созданы в сотрудничестве с фирмой ЦАТИ и могут работать независимо и параллельно.

2.4.2. Система измерения стационарных параметров

Блок-схема системы измерения стационарных параметров представлена на рис. 2.5. Сигнал с аналоговых датчиков поступает через коммутатор Ф7078К  на вольтметр В7-46, который используется в качестве аналого-цифрового преобразователя. Далее, по шине стандарта GP-IB, сигнал передается на согласующую плату фирмы NationalInstruments, позволяющую обрабатывать входные сигналы с помощью компьютера. По поступившим данным осуществляется представление измеренных параметров на мониторе компьютера в графическом и численном виде и запись выбранных параметров в текстовой файл для дальнейшей обработки.